Networking 網路設備、網路分層、以及產品的深入淺出(下) - 產品應用

DnI Yuan
8 min readApr 3, 2021

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這一章節我們來看一些應用網路的一些設備,常見的手機、筆電等行動端的裝置我們就不在此多做介紹,主要來講一些大部分人都有聽過,但不知道這些設備的簡易原理,以及為何會有這些設備的出現,與在市場上的應用為何。

Camera/Surveillance 監控攝影機

監視器一般分為兩類,一個走類比訊號的傳統監控攝影機 (不記得什麼是類比的話,請往前面的文章看),主要使用的傳輸就是 Coaxial 同軸電纜,另外一個走數位訊號又叫做 IP Cam 類別的網路監控攝影機,使用的傳輸路徑為 RJ45 網路線,可以想像他們包裹封裝的資訊,用的就是以 Networking IP 為基礎的格式,這也是目前在 Networking 產業大家投入甚多的其中一塊啦。底下我們會針對 IP Cam 常看到的規格、功能簡單介紹就好,不然會介紹不完的。

FHD/UHD 4K 講的是監控攝影機的像素,相信有玩過攝影或單眼的都知道,像素高不代表畫質一定最好,這就跟 Iphone 為何都一直堅持著 1200萬像素的原因相似,會影響的畫質的還包含感光元件的大小來影響畫面進光的細膩度等等,這裡面的水太深了我們就淺嚐一下不要噎到即可。

PoE 供電,其實目前已經有許多設備可以使用 PoE 供電了,他的好處是一條網路線就可以同時解決「電力與數據」 的需求,原理是網路線裡面走的是銅線,銅可以導電供給設備端,這也是為何目前有許多可以 PoE 供電的交換機啦,因為應用層面是非常廣泛的。

Wi-Fi 與 LTE 無線傳輸,我想會有人問說既然都可以拉網路線了,為何還需要無線傳輸呢?很多時候所謂的 Home Security 設備是在使用者家裡裝潢好之後才想到要多裝的,拉一條網路線無論飛天還是遁地不是都不好看嗎?或者你想要經由 LTE 傳輸,設在你遠處的田間等等,這時候無線傳輸就是使用者的好幫手啦! 那一定會有人想到電要怎麼辦? 電池、電源供應器、太陽能供電 (取決 IP Cam 的耗電程度 ) 等等都是目前的解決方案囉。

其他硬體上還有麥克風收音、擴音器、紅外線夜視、動作偵測器等一堆規格,軟體上還有 FPS、RTSP (串流)、AWB、People Detection 等等等一堆群魔亂舞的規格,這就待各為自己去學習啦。

從這你就可以看到,IP Cam 其實就是一個超級混合型網路產品,什麼鬼東西都可以加上去使用,從最單純的插上電,連上 Wi-Fi 來使用。到丟到荒野,掛上太陽能板,加入 LTE 等功能來給監視器傳輸資料,都是一個做法,只取決於應用場景的不同來做套餐而已。至於一些 AI 識別的功能,那又是另外一塊天地了。

NVR 網路監控主機

前面講到 IP Cam,目前市場上儲存於本地端的有兩種架構。一種是監視器本身帶上儲存卡 Micro SD,要瀏覽影像的時候直接連上那顆監視器觀看。另外一種即是這裡提到的 NVR,能夠將監視器所記錄的影像全部整合回傳到這台設備身上。好處是他可以同時水平、垂直化的管理監控攝影機、組建 RAID、建立影像儲存槽 、儲存備份機制以及其影像應用處理等等功能,大部分的 NVR 也包含了帶上 VGA/HDMI 做影像輸出監控的功能。而市場可以看到有幾 Bay 的網路監控主機,就是在說可以支援插入幾個 2.5"/3.5" 的 SSD/HDD 等 (其實影像流量不像個人電腦要求這麼快的儲存啦,SSD 只是增加使用者心靈力量而已)。

至此你可以想像,要架設起 NVR 來使用,所需要的不單純是這台主機而已,還需要的是管理軟硬體連接的路由器以及交換機等周邊的網路設備,否則的話上面講的那些功能都是沒法實踐的,因為網路環境要先設定好才能使用。也回到前面傳統監控攝影機,這就可以讓你想像為何目前傳統監控攝影的市占率還是很高,因為重新拉線佈線、換 IP 設備等等的成本,拉高了轉換成本與人員的設備架設門檻,因為還要懂一部分網路架構,相較之下不一定比較便宜,完全要看使用場景來預估,而非一面倒的 IP 架構就比較有優勢。

而我們講的一些人臉、動作、物件識別與分析等功能,大部分時候是處理在 NVR 之上的,原因是他本身就已經是一個整合影像的單元了,由他自己處理效率上來看通常是會比較快。但是,重點就在這個但是,許多人臉、物件識別的也是可以做在 IP Cam 之上的,當 IP Cam 處理完識別之後,丟回去 NVR 做整合的這種架構也是有的,並且也會依據功能來做到軟硬體階層的功能混用,取決於在各家品牌的定位、策略上有所不同,而非絕對。這也是你可以在市場上看到,大部分做儲存設備起家的品牌,會傾向 NVR 處理,而 IP Cam 起家的品牌,則是由 IP Cam 處理,更大型監視器廠商,則是混合架構,並且會獨家綁定自己的軟硬體做整合型的策略原因。

NAS 網路儲存主機

網路儲存主機是這幾年隨著個人用戶以及企業對於數據的重視性,而開始大幅度成長的一塊市場。單純從硬體架構上,你可以想像成他其實就是一台電腦,只是專精於在「儲存資料」這一個功能。一般的電腦可以做到嗎?可以,效率問題而已,NAS 基本要求都會對儲存效能、拷貝、分散儲存架構、儲存槽、數據備援機制等等做大幅度的軟硬體加速與優化,管理介面上也會做到貼近使用者的需求來做分配。至於上面討論到的 NVR 可不可以搞在一起?當然可以呀,只是產品複雜度一旦提高,就要考慮使用者經驗的上手程度與複雜度減化,這些問題倒不是技術上做不到,而是簡易優化上能不能達到準確的市場需求而已。

那儲存資料這個功能重點到底在幹嘛,原因就在分析與應用。先講目前一大堆的 ML、AI、Visual Detection 等等功能要實踐的基礎,就是取決在於擁有多少資料能夠分析,這也是為何前幾年大家在說的大數據分析,所需要的基礎就是這類的儲存設備囉。另外,還有使用者常用的文件資料管理中心、當作媒體串流中心、設備備份等等都是 NAS 上很常見的功能。只是,NAS 所定義的市場大部分都會在於個人用戶以及中小企業做資料儲存管理的功能,大型企業所需要的資料庫並非簡易型的 NAS 就可以做到了,這類設備筆者會統一稱做底下的伺服器。

Server 伺服器

Server 的領域與 Networking 的領域老實說是截然不同的技術資源的,很少有公司能夠同時做到對兩類領域的產品整合與技術支援,以市場上來看目前有同時發展,幾大品牌商為 HPE、Dell、華為等 (你就知道中美貿易戰是在打什麼啦,其一是對未來資料的爭奪權),只是在近幾年的發展下,所謂白牌的 Server 也開始大展拳腳,白牌也就是去除品牌,以模組化式的形式來建構產品而直接交入到終端使用者如 Google、Amazon、FB、阿里巴巴等等,這也形成在各個地區、組織、企業等等對伺服器的需求差異性方向都挺大的。所以在此段篇章就不對伺服器的軟硬體規格層面做過多的介紹,主要在於伺服器的產品需求規劃完全是不同的一個領域,簡單來想你可以當做是家用 PC 的規格然後放大數十百倍之後的規劃應用就是了,而且實際上硬體的大架構是相似的沒錯,尤其目前伺服器的主要 CPU 供應廠商就是 X86 體系的 Intel & AMD 為主,反過來說其實也是可以自己組成自己需要的小型伺服器,只是同時也要考慮維護架構與規模經濟的費用而已。

一般伺服器的大方向需求取向為運算型以及儲存型。運算型的產品方向主要用於運算圖面、統計分析、ML、AI 等等,簡言之就是跑一堆企業服務的假設驗證、數據分析、應用乘載等許多應用層面的需求。儲存型的則是拿來置放使用者資料、運算資料、文件管理、圖檔影像、客戶資料庫、ERP 資料庫等關於一切資料置放的儲存地。由上面的大方向應用層面來看,你就可以知道伺服器乘載的是目前網路世界當中幾乎所有的應用服務,如果缺乏伺服器的話,目前我們所有使用中網路應用層面都會不存在地。

另一類型則是這幾年的混合型伺服器架構,一個面向是架設相對於使用者企業外部的大型雲端服務如 AWS、Azure 、Google cloud,並且整合企業內部自行設立的一部分伺服器來做整合服務,主要一個原因就是資料的機密性,有時企業不一定會願意把對公司內部所有營運資料放在一個外部平台之上,這時候混合型架構就可以讓使用企業可以很彈性的部署選擇要架構的方向性啦。由此可知在此類前提下,Netwroking 的連通架構也是關鍵性的決定因素,以用來保持預計的使用服務效率與效能。

在此,我們已經把網路層面的應用與設備做了一個簡單的相對應關係,筆者在這篇文章中的產品概念都只是先做一部分引導而已,對各位職工們來說可以多瞭解整體網路架構,才能思考出最符合客群需求的產品。

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